Yeni bir SISSA çalışması, kara delik birleşmelerinin sırlarını açığa çıkarabilecek arka plan yerçekimi sinyallerindeki ince dalgalanmaları tespit etmek için uzayda bir dizi interferometre önermektedir.
SISSA’daki araştırmacılar, stokastik yerçekimi dalgası arka planındaki (SGWB) anizotropileri tespit etmek için üç veya dört uzay interferometreden oluşan bir takımyıldızın kullanılmasını önerdiler; bu, kara deliklerin ve nötron yıldızlarının dağılımı hakkında değerli bilgiler ortaya çıkarabilir ve evrendeki diğer yerçekimi dalgası kaynakları. Einstein Teleskobu ve LISA gibi mevcut ve yeni nesil dedektörler, bu anizotropileri ölçmek için gereken yüksek düzeyde açısal çözünürlükten yoksundur. Bununla birlikte, Güneş’in yörüngesinde dönen uzay interferometrelerinden oluşan bir takımyıldız daha iyi açısal çözünürlüğe ulaşabilir ve evreni daha geniş ölçekte anlamamızı sağlayabilir.
Her yıl, yüzbinlerce kara delik çifti kozmik bir dansta birleşir. her yöne yerçekimi dalgaları yayar. 2015’ten bu yana, büyük yer tabanlı LIGO, Virgo ve KAGRA interferometreleri, bu sinyallerin tespit edilmesini mümkün kıldı, ancak bu türden yalnızca yüz kadar olay, toplamın sonsuz küçük bir kısmı gözlemlendi. Dalgaların çoğu “ayırt edilemez” kalır, üst üste bindirilir ve birleştirilir, bilim adamlarının “rastlantısal yerçekimi dalgası arka planı” (SGWB) olarak adlandırdığı düz, dağınık bir arka plan sinyali oluşturur.
The Astrophysical Journal’da yayınlanan yeni SISSA araştırması , dalgalanma arayışında düz ve neredeyse tamamen homojen arka planı haritalamak için üç veya dört uzay interferometresinden oluşan bir takımyıldızın kullanılmasını önerir. Bilim adamları tarafından anizotropi olarak bilinen bu küçük dalgalanmalar, en büyük kozmolojik ölçekte yerçekimi dalgası kaynaklarının dağılımını anlamak için gereken bilgileri içerir.
Araştırmacılar, Einstein Teleskobu ve Lazer İnterferometre Uzay Anteni (LISA), öngörülebilir gelecekte yerçekimi dalgası arka planının doğrudan ölçümünü mümkün kılacaktır. SISSA Doktorası Giulia Capurri, “Daha doğrusu anizotropiler olarak bilinen bu arka plan dalgalanmalarını ölçmek, yine de son derece zor olmaya devam edecek, çünkü bunları belirlemek, mevcut ve yeni nesil araştırma araçlarının sahip olmadığı çok yüksek düzeyde açısal çözünürlük gerektiriyor” diye açıklıyor. öğrenci ve çalışmanın ilk yazarı.
Carlo Baccigalupi ve Andrea Lapi tarafından denetlenen Capurri, bu sorunun, güneş yörüngesindeki üç veya dört uzay interferometresinden oluşan bir “takımyıldız” ve örtme yoluyla aşılabileceğini öne sürdü. Dünya ile Güneş arasındaki mesafeye yaklaşan bir mesafe. Artan ayırma ile, interferometreler daha iyi açısal çözünürlük elde ederek yerçekimi dalgalarının kaynaklarını ayırt etme yeteneklerini geliştirir. “Güneş’in yörüngesinde dönen uzay interferometrelerinden oluşan bir takımyıldız, yerçekimi arka plan sinyalindeki ince dalgalanmaları görmemizi sağlayabilir, böylece karadeliklerin, nötron yıldızlarının ve evrendeki diğer tüm yerçekimi dalgalarının dağılımı hakkında değerli bilgiler elde etmemizi sağlayabilir. ” diyor Capurri.
LISA projesinin uzay görevi testinin başarısının ardından, şu anda uzay tabanlı girişimölçer takımyıldızlarının oluşturulmasına yönelik iki teklif var: bir Avrupa – Büyük Patlama Gözlemevi (BBO) ve bir Japon. – Deci-hertz İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (DECIGO). “Bu, Güneş’in yörüngesinde dönen bir dizi alet tarafından yerçekimi dalgalarının stokastik arka planının boyutuna ilişkin özel tahminler sağlayan en eski çalışmalardan birini temsil ediyor. SISSA’da teorik kozmoloji profesörü Carlo Baccigalupi, ayrıntıları zamanı geldiğinde yayınlanacak olan diğer benzer projelerle birlikte, önümüzdeki on yıllarda inşa edilmesini ve hizmete alınmasını umduğumuz gelecekteki gözlemsel araçlar için en uygun tasarımı geliştirmek için çok önemli olacak” sözlerini sonlandırıyor. .
LIGO ve Virgo gibi yer tabanlı girişimölçerlerle başlayan çoklu haberci astronomi çağında, yerçekimi dalgası arka planı, geçmişte olduğu gibi, evrenin geniş ölçekte yeni bir şekilde anlaşılmasının yolunu açabilir. kozmik mikrodalga arka plan ile zaten oldu.
Referans: “Searching for Anisotropic Stokastik Gravitational-wave Backgrounds with Constellations of Space-based Interferometers” yazan Giulia Capurri, Andrea Lapi, Lumen Boco ve Carlo Baccigalupi, 27 Ocak 2023, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/acaaa3